Higroscopicitate sol - știința solului

Am menționat deja că particulele de sol poate atrage o molecula sub formă de vapori și apă în stare lichidă. Capacitatea de a atrage moleculele de vapori de umiditate a solului sub formă de particule numite sol higroscopicitate.
Dovedește sol higroscopice foarte ușor. Ia complet uscat pe aspectul solului, care, de exemplu, pentru o lungă perioadă de timp păstrat în laborator. Această etapă se numește aer uscat. Punem câteva grame de sol într-un pahar de sticlă mică, cu un capac de sticlă și se cântărește cu precizie. Apoi pune paharul într-un cuptor încălzit la o temperatură puțin peste 100 °, și va cântărit periodic. Considerăm că greutatea cupei va scădea treptat, până când, până când ajunge la o anumită dimensiune, apoi a făcut permanentă. Această experiență se poate face un pic diferit: pentru a pune paharul cu solul uscat de aer nu este într-un cuptor și exsicator, partea de jos, care este o substanță care absoarbe apa, cum ar fi pentoxid de fosfor. Rezultatul, în acest caz este aceeași: greutatea paharului cu solul începe să scadă până la o greutate constantă. Declinul greutatea cupei, în ambele cazuri, din cauza faptului că solul este eliberat apa higroscopică, solul este complet uscat.
În cazul în care paharul cu solul uscat este acum pus pe aerul din cameră și din nou, din timp în timp să-l cântărește, se va găsi că greutatea începe să crească, iar această creștere va merge, de asemenea, până la o anumită limită. Creșterea în greutate a paharului, sau, mai corect, creșterea greutății corporale a solului conținută în ea, deoarece solul este complet uscat absoarbe umezeala din nou aerul conținut în ea sub formă de abur.
Cât de mare este capacitatea absorbantă a solului, adică. E. Cât de umiditate a solului poate absorbi din aer și care explică fenomenul higroscopice?
Cantitatea de umiditate, care la sol poate absorbi din aer depinde, în primul rând, de umiditatea relativă a aerului și, în al doilea rând, asupra proprietăților solului. Să ne amintim că umiditatea relativă este raportul dintre cantitatea de umiditate conținută în momentul în aer, pentru a se limita la numărul care poate fi menținut la aceeași temperatură, t. E., saturația condiția aerului cu vapori de apă. Umiditatea relativă este exprimată ca zecimal sau un procent.
Cum poate afecta umiditatea relativă pe cantitatea de umiditate absorbită de sol? Pentru a răspunde la această întrebare, ne întoarcem la Fig. 18, din care putem vedea că, cu o creștere a umidității relative crește cantitatea de umiditate absorbită de sol din aer. Creșterea este inegală. Inițial, în intervalul de umiditate relativă de la zero la circa 10%, curba crește foarte brusc, cantitatea de umiditate absorbită de sol, crește rapid. Apoi, panta curbei și scade semnificativ, cu o creștere a umidității relative 10 - 80% din cantitatea de umiditate absorbită de sol, crește mult mai încet. În cele din urmă, atunci când umiditatea relativă este aproape de 100%, cantitatea de umiditate absorbită de sol începe să crească din nou rapid, după cum reiese din capătul ascuțit al curbei îndoit în sus. Prin urmare, o creștere uniformă a umidității relative a aerului este la început rapid, apoi mai lent, și în cele din urmă din nou o creștere rapidă a cantității de umiditate absorbită de sol.
Care este efectul asupra solului alte proprietăți higroscopice? Cele mai afectate semnificativ de compoziția mecanică a solului: ce este mai greu, cu atât mai mult solul conține cele mai mici particule, cu atât mai mare higroscopicitatea a solului. Fig. 19 prezintă aceleași curbe de absorbție a vaporilor de umiditate ca în Fig. 18. Curbele din Fig. 19 fac parte din patru fracțiuni mecanice diferite izolate din același sol. Vedem că configurația generală a curbelor sunt similare între ele. Ho fracție mai subțire m. E. Cu cât particula, cu atât mai mare este curba, și, prin urmare, cu atât mai mult ele sunt la aceeași umiditate relativă absorb umiditatea din aer, mai mare, prin urmare, higroscopicitatea. Aproape de sol higroscopic depinde în principal de conținutul său de fracțiune de argilă - particule mai mici decât o miime de milimetru in diametru.

Deoarece forța de legare care provin de la suprafața particulelor de sol, se află la o distanță foarte mică, particulele pot desena direct doar un număr limitat de molecule de apă care creează în jurul particulelor de sol coajă grosime de numai 2-3 molecule de apă. Un astfel de înveliș este creat chiar și la o umiditate relativă foarte scăzută (câteva procente), forțele de legătură libere care provin de la suprafața particulelor de sol, complet saturate.
Cu toate acestea, procesul de absorbție sau adsorbție, a vaporilor de umiditate nu este terminat. Fiecare moleculă de dipol de apă are, după cum știm, doi poli. Odată ce o astfel de moleculă este ocluzionată particulelor de sol - să fie atrase de către unul dintre polii săi, celălalt pol este tras spre exterior și, la rândul său, poate servi drept punct de plecare pentru celălalt dipol al moleculei de apă în același mod așa cum este prezentat în Fig. 6, care prezintă formarea învelișului de hidratare din jurul cationului. Astfel, o cochilie multistratificat de molecule de apă, a căror crește odată cu creșterea umidității relative grosime. Conform unor calcule aproximative ale numărului de straturi moleculare care constituie un înveliș poate ajunge la câteva zeci.
Îngroșarea coajă de apă higroscopic, în această etapă a procesului de sorbție merge în paralel cu creșterea umidității relative. Cu toate acestea, pe măsură ce aerul se apropie de saturație a procesului de sorbție a vaporilor de apă este complicată de un fenomen - condensare capilară. Esența acestui fenomen este după cum urmează.
Presiunea de vapori de deasupra suprafeței nu depinde numai de temperatura, ci și asupra formei suprafeței. Când ne toarnă apă într-un vas mare, suprafața apei devine plană, iar în cazul în care recipientul este închis ermetic, atunci acesta este creat deasupra suprafeței apei, încât presiunea vaporilor normală, care corespunde unei temperaturi de apă dată. Dacă ne-am pus în apă nu este un vas mare, și un tub cu diametru mic, suprafața voinței de apă, după cum știți, o formă concavă. Se pare că vaporii de apă saturarea spațiului, în acest caz, la aceeași temperatură va fi mai mică decât pe o suprafață plană, iar cea mai mică, cu atât mai mare suprafața de curbură. In schimb, pe suprafața convexă a vaporilor de apă saturarea spațiul care ar fi mai mare decât pe o suprafață plană.
Prin urmare, aerul saturat cu vapori de apă la o temperatură dată peste o suprafață plană, în raport cu suprafața concavă ar deja suprasaturată, iar umiditatea conținută în ea începe să se condenseze pe suprafața concavă a apei. Această condensare se numește un capilar.
Cum, atunci, condensarea capilară are loc în sol? În procesul de adsorbție, așa cum am văzut, în jurul sol particule coajă de apă se formează. În cazul în care două particule de coajă îmbinare (Fig. 20), formată prin acumularea fundul apei sau manșetă apă având o curbură negativă. Prin urmare, în cazul în care solul este saturat cu vapori de apă pe suprafața plană a aburului de apă ar fi apă distilată pe suprafața concavă a manșetei. În acest proces, cantitatea de „higroscopic absorbite“ de umiditate va crește.

Mai mult, același sol maxim higroscopicitate depinde de metoda de preparare a solului la definiția sa.
Conform Frantsesson pământ maxim higroscopice, slab negru este egal cu:

Prin urmare, higroscopicitatea maximă trebuie stabilită întotdeauna cu aceeași stare inițială, luând solul uscat la aer.